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科学家对于超滤膜和反渗透的研究

  超滤膜的研究开始得较早,三十年代纤维素膜就开始用于超滤分离实验,同时用近代显微技术揭示了超滤膜的微观结构。但是,也是到六十年代初,A,S,Michalis等人才由高分子电介质复合体制成各种分离性能的高分子膜,把溶质按照分子盘和大小在分子水平上进行筛选,使溶质的分离、分级、精制、浓缩得以成功。因而研究出了超滤分离法。而S, Loeb和S,Sourirajan不对称膜技术的提出,对超滤技术的发展又是一个重大的突破。他们在研究酷酸纤维反渗透膜时发现,为要获得较高的脱盐率,需在80℃的温度对膜进行热处F-t,否则脱盐串只有5 -20%,但它却是一个很好的超滤膜,第一个商业化的超滤装置就是由这种膜制成的。其后不久,通过在浇铸溶液中加入另外的添加剂,得到了孔径更大的膜,具有不同截留分子最的醋酸纤维素膜就商品化了。

  超滤膜

  这样,就在同一时期研究出两种分离技术,它们的分离原理和功能相近,成膜方法和应用对象类同,在分离领域内就象一对挛生姊妹相辅相成,齐头并进。但它们的分离范围不同,超滤能够分离的是溶质分子众大约100万到500,分子大小由300A到10A的高分子;而反渗透能够分离的是只有几A大小的无机离子和有机低分子。使用的压力也不同,反渗透需耍高压,一般10-100公斤/Pff米z超滤需要低压,一般1-10公斤/c㎡。由于反渗透和超滤与蒸馏、结晶、萃取等常规分离法相比,共有高效、快速、省能、经济等特点,所以应用范围和规模在不断扩大。日益严重的能源危机和环境保护的要求,又从应用上促进了它们的发展。反渗透脱盐的能力从1970年起差不多以每年25%的速度递增,超滤的处理能力大体上与反渗透相匹敌。它们以资源的有效利用和无污染为目标,某生产工艺采用合理的闭路循环,正在有效地用于许多领域。表1.1列出了它们的应用范围,范围之广足以可见,而且作为解决物质分离难题的工具,其重要性将进一步增加。

  

  目前,许多学科的学者都在从事反渗透和超滤的研究。高分子科学家研究新的膜材料,合成具有各种功能的膜,物理化学家和数学家利用数学模型研究不同膜的透过性能,化学工程学家利用新膜设计组件,用于化工分离。我国从七十年代初开始这方面的研究工作。研究所、大学和使用单位相结合,在基本理论的研究、膜和组件的制造、实际应用等方面,均取得了迅速的进展。


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